基于松下PLC的步进电机两轴插补控制

摘要

在工业和农业生产活动中，人类发明了各种各样的自动化机器，用来代替人类完成各种生产劳动。这些自动化机器的最大特点是自动化程度高，操作者劳动强度低，生产效率高。这类机器的使用带动了大量工控产品的应用，比如可编程控制器，步进电机等。可编程控制器，即我们常说的PLC，是一种以微处理器为核心的工控装置。PLC已将微电脑技术、自动化技术和通信技术融合与CAD / CAM技术和机器人技术成为工业自动化的三个重要支柱。步进电机是一种开环控制元件，其原理是将脉冲信号转换成位移，使电机轴转过一定角度。步进电机的转速和转动圈数分别取决于脉冲信号的频率和脉冲数，这个特点使步进电机在速度和位置控制领域得到广泛应用。插补技术是基于给定的轨迹参数以及移动数据的要求，实时计算轨迹确定点之间确定经过点的方法。松下FPΣ系列PLC内置两轴脉冲输出，根据指令可完成直线插补和圆弧插补。

关键词　PLC  步进电机  直线插补  圆弧插补  松下FPΣ系列PLC

目录

摘要I

第1章 绪论3

1.1 设计背景3

1.2 设计任务4

第2章 可编程控制器及步进电机简介6

2.1 可编程控制器概述6

2.1.1 PLC的产生及定义6

2.1.2 PLC的特点及应用6

2.1.3 松下FP系列PLC简介6

2.1.4 PLC的基本构成6

2.1.5 PLC的基本工作原理7

2.2 步进电机及驱动器概述8

2.2.1 步进电机的发展及应用8

2.2.2 步进电机的分类9

2.2.3 步进电机驱动器组成9

2.2.4 步进电机驱动器接线10

2.3 步进电机的PLC控制原理简介11

第3章 插补控制原理13

3.1 插补原理概述及分类13

3.1.1 脉冲增量插补的特点及应用13

3.1.2 数字增量插补的特点及应用13

3.2 逐点比较法简介14

3.2.1 直线插补14

3.2.2 圆弧插补16

3.2.3 四个象限直线与圆弧的插补计算18

第4章 自动抛光模块简介19

4.1 机械结构概述19

4.1.1 工作流程简介19

4.1.2 基本参数简介19

4.2 PLC选用概述21

4.2.1 控制单元简介21

4.2.2 扩展单元简介23

4.2.3 松下编程软件简介23

第5章 程序设计24

5.1 抛光机基本要求24

5.1.1 控制轨迹简介24

5.1.2 控制脉冲计算24

5.2 基本控制指令简介25

5.2.1 脉冲输出控制中的指令（F0）（F1）25

5.2.2 梯形控制指令（F171）26

5.2.3 原点返回指令（F171）27

5.2.4 直线插补指令（F175）28

5.2.5 圆弧插补指令（F176）29

5.3 电气原理图30

5.4 程序设计31

参考文献35

致谢36